JP2010056506A - 電子装置の実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子装置と外部電気回路基板との間の電気的および機械的な接続の信頼性が高い電子装置の実装構造を提供する。
【解決手段】 絶縁基体１の一方主面に設けられた凹部１ａに電子部品２が収容され、蓋体３で凹部１ａが封止されてなる電子装置９を外部電気回路基板10に電気的および機械的に接続して実装した電子装置９の実装構造であって、絶縁基体１に凹部１ａの内側から絶縁基体１の一方主面と異なる外表面にかけて電子部品２と電気的に接続された配線導体４が形成されており、蓋体３が外部電気回路基板10と対向して接合材５を介して機械的に接続され、配線導体４の絶縁基体１の外表面に形成された部分が導電性接続材６を介して外部電気回路基板10と電気的に接続されている電子装置９の実装構造である。電子装置９と外部電気回路基板10との接合面積が比較的広いため、電気的および機械的な接続の信頼性が高い実装構造とすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品が収容された絶縁基体の凹部が蓋体で封止されてなる電子装置を外部電気回路基板に電気的および機械的に接続して実装した、電子装置の実装構造に関するものである。

半導体素子や圧電素子，センサ素子等の電子部品は、一般に、一方主面に凹部を有する直方体状の絶縁基体の凹部内に収容されるとともに、凹部を塞ぐように絶縁基体に接合された蓋体で封止されて電子装置となった後、外部電気回路基板に実装されている。外部電気回路基板は、例えば、コンピュータや携帯電話，デジタルカメラ，圧力センサ装置等の力学センサ装置等の電子機器を構成する回路基板である。

このような、電子部品を絶縁基体の凹部内に封止してなる電子装置は、従来、絶縁基体の一方主面としての上面に配置された凹部の内側から下面にかけて配線導体が形成されており、この配線導体を介して外部電気回路基板と電気的および機械的に接続されて実装されている。

つまり、従来の電子装置の実装構造では、配線導体の凹部内に位置する部分に電子部品がボンディングワイヤや導電性接着剤を介して電気的に接続され、絶縁基体の下面に位置する部分がはんだを介して外部電気回路基板の所定部位と接合されて、電子部品と外部電気回路基板とが電気的に接続されている。また、このはんだを介した配線導体と外部電気回路基板との接合により、電子装置が外部電気回路基板と機械的に接続されている。
特開平８−148521号公報 特開平８−148620号公報

しかしながら、近年、電子装置を外部電気回路基板に実装する際に用いられるはんだとして、従来の錫−鉛はんだ（いわゆる共晶はんだ）に代わって、錫−銀系はんだや錫−銀−銅系はんだ等の、いわゆる鉛フリーはんだが多用されるようになってきている。このような鉛フリーはんだは、従来の錫−鉛はんだに比べて接合温度が高く、クラックが発生しやすいという性質があるため、電子装置の外部電気回路基板に対する実装構造の信頼性を確保することが従来よりも難しいという問題点があった。

また、このような従来の電子装置の実装構造においては、電子装置の小型化に対応して、配線導体の外部電気回路基板に対する接合面積が小さくなる傾向があるため、信頼性を確保することがさらに難しくなってきている。

本発明はこのような従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、例えば電子装置と外部電気回路基板との接合が鉛フリーはんだを介して行なわれているような場合でも、電子装置と外部電気回路基板との間の電気的および機械的な接続の信頼性が高い、電子装置の実装構造を提供することにある。

本発明の電子装置の実装構造は、直方体状の絶縁基体の一方主面に設けられた凹部に電子部品が収容され、前記絶縁基体の一方主面に接合された蓋体で前記凹部が封止されてなる電子装置を外部電気回路基板に電気的および機械的に接続して実装した電子装置の実装構造であって、前記絶縁基体に前記凹部の内側から前記絶縁基体の前記一方主面と異なる外表面にかけて前記電子部品と電気的に接続された配線導体が形成されており、前記蓋体が前記外部電気回路基板と対向して接合材を介して機械的に接続され、前記配線導体の前記絶縁基体の前記一方主面と異なる外表面に形成された部分が導電性接続材を介して前記外部電気回路基板と電気的に接続されていることを特徴とするものである。

また、本発明の電子装置の実装構造は、上記構成において、前記絶縁基体の前記一方主面と反対側の他方主面の外周部に前記配線導体が形成され、該配線導体が前記外部電気回路基板と導電性接続線を介して電気的に接続されていることを特徴とするものである。

また、本発明の電子装置の実装構造は、上記構成において、前記蓋体の前記外部電気回路基板と対向して機械的に接続された面に、中央部から外周にかけて前記接合材で埋められた溝が設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明の電子装置の実装構造は、上記構成において、前記絶縁基体の側面に側面凹部が形成されており、該側面凹部の形成された前記側面が前記導電性接続線とともに、一部が前記側面凹部の内面に被着した樹脂材料により被覆されていることを特徴とするものである。

本発明の電子装置の実装構造によれば、直方体状の絶縁基体の一方主面に設けられた凹部に電子部品が収容され、絶縁基体の一方主面に接合された蓋体で凹部が封止されてなる電子装置について、蓋体が外部電気回路基板と対向して接合材を介して機械的に接続されていることから、配線導体の一部を外部電気回路基板に接合した従来の実装構造に比べて、電子装置と外部電気回路基板との接合面積を広く確保することが容易である。そのため、電子装置と外部電気回路基板との機械的な接続の信頼性を高くすることができる。

また、配線導体の、絶縁基体の一方主面と異なる外表面に形成された部分が導電性接続材を介して外部電気回路基板と電気的に接続されていることから、電子装置と外部電気回路基板との電気的な接続の信頼性を確保することも容易である。

したがって、本発明の電子装置の実装構造によれば、例えば電子装置の蓋体と外部電気回路基板との接合が鉛フリーはんだからなる接合材を介して行なわれているような場合でも、電子装置と外部電気回路基板との間の電気的および機械的な接続の信頼性が高い、電子装置の実装構造を提供することができる。

また、本発明の電子装置の実装構造において、絶縁基体の一方主面と反対側の他方主面の外周部に配線導体が形成され、この配線導体が外部電気回路基板と導電性接続線を介して電気的に接続されている場合には、電子装置を外部電気回路基板に機械的に接続した状態において配線導体と導電性接続線との電気的な接続を、例えばボンディング装置等の接続用の機器を用いて容易に、かつ確実に行なうことができるため、製作がより容易な実装構造とすることができる。

また、本発明の電子装置の実装構造において、蓋体の外部電気回路基板と対向して機械的に接続された面に、中央部から外周にかけて接合材で埋められた溝が設けられている場合には、接合材による接合時に、蓋体と外部電気回路基板との間に介在する空気をこの溝から外部に排出することができる。また、溝が接合材により埋められて、溝内に空気が残ることが効果的に防止されている。そのため、蓋体と外部電気回路基板との間で、接合材中に空気が残留することによる機械的な接続強度の劣化をより効果的に防止することができる。

また、本発明の電子装置の実装構造において、絶縁基体の側面に側面凹部が形成されており、側面凹部の形成された側面が導電性接続線とともに、一部が側面凹部の内面に接合した樹脂材料により被覆されている場合には、導電性接続線が空気中に露出することを防ぐことができる。また、この樹脂材料が、絶縁基体の側面に形成された側面凹部の内面に被着しているので、樹脂材料と絶縁基体との接合面積をより大きくして樹脂材料の絶縁基体に対する接合強度を効果的に高めることができる。そのため、導電性接続線の樹脂材料による被覆の信頼性が高く、導電性接続線を介した配線導体と外部電気回路基板との電気的な接続の信頼性がより高い電子装置の実装構造とすることができる。

本発明の電子装置の実装構造について、添付の図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明の電子装置の実装構造の実施の形態の一例を示す断面図である。図１において、１は絶縁基体、１ａは凹部、２は電子部品、３は蓋体、４は配線導体、10は外部電気回路基板である。絶縁基体１の一方主面である下面に設けられた凹部１ａに電子部品２が収容され、絶縁基体１の一方主面に接合された蓋体３で凹部１ａが封止されて電子装置９が構成されている。そして、この電子装置９が外部電気回路基板10に、蓋体３が外部電気回路基板10と対向して接合材５を介して機械的に接続されるとともに、配線導体４の絶縁基体１の一方主面と異なる外表面（図１に示す例では他方主面である上面）に形成された部分が導電性接続材６を介して電気的に接続されて実装され、電子装置９の実装構造が構成されている。

絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミック焼結体，ムライト質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料や、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の樹脂材料等の絶縁材料からなる。

また、絶縁基体１は、一方主面（通常は下面）に電子部品２を収容するための凹部１ａを有している。電子部品２は、例えば半導体集積回路素子や圧電素子，圧力センサ素子等のセンサ素子，容量素子，抵抗器等である。これらの電子部品２は一般に直方体状（四角板状）であり、このような電子部品２を効率よく収容するために、凹部１ａは平面視では四角形状であり、絶縁基体１は直方体状である。電子部品２は、例えば、樹脂接着剤やろう材等（図示せず）を介して凹部１ａの底面に接合されて凹部１ａ内に固定され、ボンディングワイヤ等の電気的接続手段を用いて配線導体４の凹部１ａ内に形成された部分に接続されている。

このような凹部１ａを有する絶縁基体１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、アルミナ等の原料粉末を有機溶剤，バインダとともにシート状に成形して複数のセラミックグリーンシートを作製し、次に、これらのセラミックグリーンシートの一部に適当な打ち抜き加工を施して枠状に形成した後、打ち抜き加工を施していない平板状のセラミックグリーンシートの上に枠状のセラミックグリーンシートを積層し、最後に約1300〜1600℃の所定温度で焼成することにより製作される。

なお、絶縁基体１は、四角板状の基板部分と四角枠状の枠体部分とを別個に製作した後、基板部分の主面に枠体部分を樹脂接着剤やガラス等を用いて接合すること等の方法で製作することもできる。

電子部品２が収容された凹部１ａは、絶縁基体１の一方主面に接合された蓋体３で塞がれており、この蓋体３と絶縁基体１の凹部１ａとで構成される容器（符号なし）の内部に電子部品２が気密に封止されている。

蓋体３は、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金，銅等の金属材料により形成されており、鉄−ニッケル−コバルト合金からなる場合であれば、この合金材料の板材に打ち抜き加工やエッチング加工等の加工を施して所定の形状および寸法に成形することにより製作することができる。

蓋体３の絶縁基体１に対する接合は、ろう材や接着剤，ガラス等の接合材（符号なし）を介した接合や溶接等の接合方法で両者を接合することにより行なうことができる。例えば、絶縁基体１の一方主面に凹部１ａを取り囲むように枠状の金属層（図示せず）を被着させておいて、この金属層を介して絶縁基体１の一方主面の凹部１ａの周囲に蓋体３をシーム溶接等の溶接法（いわゆるダイレクトシーム法）で接合することにより、蓋体３が絶縁基体１に接合され、凹部１ａが封止された電子装置９とすることができる。なお、このような金属層は、例えばタングステンやモリブデン，銅，ニッケル，金等の金属材料からなり、メタライズ法やめっき法等の手段で絶縁基体１の一方主面に被着される。また、この金属層の表面にさらに鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属からなる金属枠材（図示せず）を銀ろう等のろう材（図示せず）を介して接合しておいて、この金属枠材に蓋体３を溶接するようにしてもよい。

配線導体４は、絶縁基体１に凹部１ａの内側から一方主面と異なる外表面にかけて形成されており、凹部１ａ内に封止された電子部品２を外部電気回路基板10と電気的に接続する導電路として機能している。なお、図１に示す例においては、図を見やすくするために、配線導体４のうち絶縁基体１の内部を通る部分は省略して、絶縁基体１の凹部１ａの内側および外表面に形成されている部分のみを示している。配線導体４のうち絶縁基体１の内部を通る部分は、セラミックグリーンシートが焼成されてなる絶縁層（図示せず）の層間や、絶縁層を厚み方向に貫通する貫通孔の内部等に形成されている。貫通孔は、例えば絶縁基体１となるセラミックグリーンシートに機械的な打ち抜き加工を施しておくことにより形成することができる。

配線導体４は、例えば、タングステンやモリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金，白金等の金属材料からなり、メタライズ層やめっき層，蒸着層等の形態で絶縁基体１に被着されている。

配線導体４は、例えばタングステンのメタライズ層からなる場合であれば、タングステンの粉末を有機溶剤，バインダとともに混練して作製した金属ペーストを、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートの表面や前述した貫通孔の内部にスクリーン印刷法等の印刷法で印刷しておくことにより形成することができる。

なお、電子部品２と配線導体４との電気的な接続は、電子部品２の電極（図示せず）と配線導体４とをボンディングワイヤや導電性接着剤等の導電性を有する接続材を介して接続することにより行なわれている。この図１に示す例では、電子部品２の主面の外周部に設けられた電極がボンディングワイヤ（符号なし）を介して配線導体４の凹部１ａ内に形成された部分と接続されている。

以上のような構成を備える電子装置９が外部電気回基板10に電気的および機械的に接続されて実装されることにより、電子装置９の実装構造が構成されている。

本発明の電子装置９の実装構造において、蓋体３が外部電気回路基板10と対向して接合材５を介して機械的に接続され、配線導体４の絶縁基体１の一方主面と異なる外表面に形成された部分が導電性接続材６を介して外部電気回路基板10と電気的に接続されている。

この電子装置９の実装構造によれば、蓋体３が外部電気回路基板10と対向して接合材５を介して機械的に接続されていることから、配線導体の一部を外部電気回路基板に接合した従来の実装構造（図示せず）に比べて、電子装置９と外部電気回路基板10との接合材５による接合面積を広く確保することが容易である。そのため、電子装置９と外部電気回路基板10との機械的な接続の信頼性を高くすることができる。

また、配線導体４の、絶縁基体１の一方主面と異なる外表面に形成された部分が導電性接続材６を介して外部電気回路基板10と電気的に接続されていることにより、電子装置９と外部電気回路基板10との電気的な接続の信頼性を確保することも容易である。

したがって、この電子装置９の実装構造によれば、例えば電子装置９の蓋体３と外部電気回路基板10との接合が鉛フリーはんだからなる接合材５を介して行なわれているような場合でも、電子装置９と外部電気回路基板10との間の電気的および機械的な接続の信頼性が高い、電子装置９の実装構造を提供することができる。

なお、電子装置９の蓋体３の外部電気回路基板10に対する接合は、例えば、外部電気回路基板10にあらかじめ形成された金属層に、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料からなる蓋体３が錫−銀系はんだ等のはんだ（鉛フリーはんだ等）等からなる接合材５を介して行なわれている。

電子装置９と外部電気回路基板10との接合材５を介した接合（機械的な接続）は、例えば、蓋体３と外部電気回路基板10との間に接合材５としての錫−銀はんだのペーストを介して電子装置９を外部電気回路基板10に位置決めして載せておき、治具等で仮固定しながらリフロー炉等で加熱することにより行なうことができる。

なお、はんだのペーストは、例えば、蓋体３の中央部分に塗布しておき、電子装置９を外部電気回路基板10に対して位置決めした後、電子装置９を外部電気回路基板10側に押し付けるように圧力を加えて蓋体３の外周側に広げることにより、広い面積で蓋体３と外部電気回路基板10との機械的な接続を行なわせることができる。

また、配線導体４と外部電気回路基板10との電気的な接続は、例えば、線状の導電性接続材６の一端を配線導体４に接合するとともに他端を外部電気回路基板10の回路導体（図示せず）等の所定の導体部分に接合することにより行なわれている。

そして、電子装置９の外部電気回路基板10への実装は、例えば、まず電子装置９を、蓋体３との間に接合材５を介して外部電気回路基板10の所定位置（配線導体４と接続される回路導体が配置されていない部分等）に機械的に接続した後、配線導体４の電子装置９の外表面に露出している部分を、導電性接続材６（図１に示す例ではボンディングワイヤ）を介して外部電気回路基板10の回路導体等に電気的に接続することにより行なうことができる。

このような電子装置９の実装構造において、絶縁基体１の一方主面と反対側の他方主面の外周部に配線導体４が形成され、この配線導体４が外部電気回路基板10と導電性接続材６として特にボンディングワイヤ等の導電性接続線６ａを介して電気的に接続されている場合には、電子装置９を外部電気回路基板10に機械的に接続した状態において配線導体４と導電性接続線６ａとの電気的な接続を、例えばボンディング装置等の接続用の機器を用いて容易に、かつ確実に行なうことができるため、製作がより容易な電子装置９の実装構造とすることができる。導電性接続線６ａとしては、ボンディングワイヤ以外に、ボンディングリボン等を用いることもできる。

電子装置９の配線導体４を外部電気回路基板10に電気的に接続する導電性接続線６ａであるボンディングワイヤとしては、アルミニウムや金，銅等の金属材料、またはこれらの金属材料にシリコン等の添加剤を添加した材料を線状に加工したものを用いることができる。例えば、アルミニウム線からなるボンディングワイヤを用いる場合であれば、直径が約30〜50μｍ程度の細線や、直径が約100〜300μｍ程度のいわゆる太線を用いることができ、接続する配線導体４の面積等に応じて適宜選定すればよい。

また、導電性接続線６ａであるボンディングリボンとしては、例えばアルミニウムからなる幅が約0.5〜１ｍｍ程度で厚さが約0.1〜0.2ｍｍのものを用いることができる。

なお、この電子装置９の実装構造において、電子装置９と外部電気回路基板10との電気的な接続は、例えば図２に示すように、絶縁基体１の凹部１ａの内側から外表面である側面にかけて配線導体４を形成しておいて、この絶縁基体１の側面で配線導体４と接合させた金属製のリード端子からなる導電性接続材６ｂを介して行なうようにしてもよい。なお、図２は、本発明の電子装置９の実装構造の実施の形態の他の例を示す断面図である。図２において図１と同様の部位には同様の符号を付している。

この、図２に示す例の場合には、リード端子からなる導電性接続材６ｂをいったん絶縁基体１の側面で配線導体４に接合した後、電子装置９を外部電気回路基板10に実装する必要があるため、その分、電子装置９を実装する際の工程数が増える可能性がある。

このような導電性接続材６ｂとしてのリード端子は、鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金，銅，銅合金等の金属材料からなり、このような金属材料から所定の圧延加工や切断加工により作製される。リード端子の配線導体４に対する接合は、配線導体４に銀−銅ろう（ＢＡｇ８等）を介してリード端子をろう付けすることにより行なうことができる。

また、このような電子装置９の実装構造において、例えば図３に示すように、蓋体３の外部電気回路基板10と対向して機械的に接続された面（符号なし）に、中央部から外周にかけて接合材５で埋められた溝３ａが設けられている場合には、接合材５による接合時に、蓋体３と外部電気回路基板10との間に介在する空気をこの溝３ａから外部に排出することができる。また、溝３ａが接合材５により溝３ａが埋められているので、溝３ａ内に空気が残ることも効果的に防止されている。そのため、蓋体３と外部電気回路基板10との間で接合材５中に空気が残留することによる機械的な接続強度の劣化をより効果的に防止することができる。なお、図３（ａ）は、本発明の電子装置９の実装構造の実施の形態の他の例を、蓋体３側から見た下面図であり、図３（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。図３において図１と同様の部位には同様の符号を付している。また、図３（ａ）および（ｂ）では、電子部品２や導電性接続材６，外部電気回路基板10等は図示を省略している。また、図３（ａ）では、溝３ａを見やすくするために接合材５も図示を省略している。

なお、このような溝３ａが接合材５で埋められている場合には、溝３ａの形状に応じて接合材５の蓋体３に対する接合面積を広くすることができるため、蓋体３の接続強度を向上させる上で有効である。

このような溝３ａは、蓋体３と外部電気回路基板10との間から空気を外部に排出するためのものなので、端が蓋体３の外縁にまで達している必要がある。また、蓋体３と外部電気回路基板10との接合界面に偏りなく配置することが望ましい。

なお、溝３ａは、接合材５で埋めて外部への空気の排出を容易とするためには、例えば、蓋体３の外形寸法が7.5〜17.5ｍｍ程度のときに、接合材５として錫−銀はんだ（ペースト）を用いる場合であれば、幅が約0.5〜1.0ｍｍ程度で、深さが約0.1〜0.25ｍｍ程度の複数の溝３ａを、蓋体３の中央部分から外縁にかけて放射状等に並べて設ければよい。

このような溝３ａは、例えば、蓋体３に対して機械的な研削加工やエッチング加工等の加工を施すことにより設けることができる。

また、溝３ａは、空気の外部への排出を容易に行なうことが可能で、接合材５により埋めることが容易であれば、図３に示したような直線状のものに限らず、例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示すような、湾曲した形状や蛇行した形状等でもよい。また、異なる形状や長さのものを組み合わせて設けてもよい。なお、図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図３に示す電子装置９の実装構造の変形例を示す下面図である。図４において図３と同様の部位には同様の符号を付している。

また、溝３ａの長さ方向に直交する断面（縦断面）形状は、接合材５で埋めることが容易な形状であればよい。このような縦断面形状としては、例えば、図５（ａ）〜（ｃ）に示すような、四角形状のものや三角形状のもの、底面が円弧状のもの等を挙げることができる。いずれの場合にも、溝３ａの開口部分が広いので、溝３ａ内に接合材５（ペースト状のもの）を入り込ませて埋めることが容易である。この場合、溝３ａの開口部分に比べて内側部分が広くなるような形状では、溝３ａを接合材５で埋めることが難しくなる。なお、図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図３に示す電子装置９の実装構造の変形例を示す要部拡大断面図である。図５において図１および図３と同様の部位には同様の符号を付している。

また、このような本発明の電子装置９の実装構造において、例えば図６および図７に示すように、絶縁基体１の他方主面の外周部に凹状の段差部１ｂを設けておいて、この段差部１ｂに配線導体４を形成するようにしてもよい。この場合には、段差部１ｂの高さの分、導電性接続材６について絶縁基体１の他方主面よりも上側に出る高さを抑えることができるので、低背化の上で有効である。なお、図６は、本発明の電子装置９の実装構造の実施の形態の他の例を示す断面図であり、図７は、図６に示す電子装置９の実装構造の斜視図である。図６および図７において図１と同様の部位には同様の符号を付している。

このような段差部１ｂは、例えば、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートのうち他方主面側の最上層のものの外周部分に、配線導体４の配置に対応した四角形状あるいは外周部分の全周にわたる枠状等の切り欠きを形成しておくことにより設けることができる。

なお、配線導体４が絶縁基体１の他方主面に複数個形成されている場合には、段差部１ｂは、例えば図７に示すように、配線導体４のそれぞれに１個ずつ対応して形成されていてもよく、複数の配線導体４の間でつながるようにして複数個に対応して形成されていてもよい。

また、導電性接続材６として導電性接続線６ａであるボンディングワイヤ（例えば直径が数十μｍ程度のアルミニウムの細線）を用いるようにした場合には、電子装置９の使用中にボンディングワイヤが誤って切れてしまうことを防止するために、例えば図８に示すように、ボンディングワイヤならびにボンディングワイヤと配線導体４および外部電気回路基板10との接続部分を、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂材料７で被覆するようにしてもよい。なお、図８は、本発明の電子装置９の実装構造の実施の形態の他の例を示す断面図である。図８において図１と同様の部位には同様の符号を付している。

この場合、樹脂材料７を、導電性接続線６ａを覆うだけでなく絶縁基体１の側面にも被着する程度の量として、ボンディングワイヤ等の導電性接続線６ａに対する樹脂材料７による被覆をより確実なものとしてもよい。また、例えば図９（ａ）および（ｂ）に示すように、絶縁基体１の外表面のうち側面の樹脂材料７が被着される部分（導電性接続線６ａに近い部分）に例えば側面の両端に至る溝等の側面凹部１ｃを設けておき、樹脂材料７の絶縁基体１に対する被着面積を大きくして接合強度を高めるようにしてもよい。なお、図９（ａ）は、本発明の電子装置９の実装構造の実施の形態の他の例を示す斜視図であり、図９（ｂ）は（ａ）の樹脂材料７を省略した斜視図である。図９において図１および図８と同様の部位には同様の符号を付している。

この、絶縁基体１の側面の樹脂材料７が被着される部分に設けられた側面凹部１ｃは、図９に示したような絶縁基体１の側面に沿って一方主面に平行な方向に伸びる溝に限らず、例えば図10に示すような、絶縁基体１の側面に沿って一方主面に交差あるいは直交する方向に伸びる溝や、絶縁基体１の側面に設けた開口形状が円形状や四角形状であるような穴等でもよい。なお、図10は、図９に示す電子装置９の実装構造の変形例を、樹脂材料７を省略して示す側面図である。図10において図１および図９と同様の部位には同様の符号を付している。

このように、電子装置９の実装構造において、絶縁基体１の側面に側面凹部１ｃが形成されており、側面凹部１ｃの形成された側面が導電性接続線６ａとともに、一部が側面凹部１ｃの内面に接合した樹脂材料７により被覆されている場合には、導電性接続線６ａが空気中に露出することを防ぐことができる。また、この樹脂材料７が、絶縁基体１の側面に形成された側面凹部１ｃの内面に被着しているので、樹脂材料７と絶縁基体１との接合面積をより大きくして樹脂材料７の剥がれ等をより効果的に防止することができる。そのため、導電性接続線６ａの樹脂材料７による被覆の信頼性が高く、導電性接続線６ａを介した配線導体４と外部電気回路基板10との電気的な接続の信頼性がより高い電子装置９の実装構造とすることができる。

なお、図５に示すような絶縁基体１の側面の溝（側面凹部）１ｃは、例えば、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートの一部について外形寸法を他のものよりも小さくしておいて、外形寸法の小さいセラミックグリーンシートの外縁が他のセラミックグリーンシートの外縁よりも内側に入り込むように積層し、焼成することにより形成することができる。

また、絶縁基体１の側面の側面凹部１ｃは、導電性接続線６ａの樹脂材料７による被覆をより確実なものとするためには、絶縁基体１の側面のうち、少なくとも側面視で導電性接続線６ａと重なる部分（導電性接続線６ａに最も近い部分）を含むように形成することが好ましい。

酸化アルミニウム質焼結体により一方主面に凹部を有する直方体状の絶縁基体を作製するとともに、凹部内にダミーのシリコン板を電子部品の代わりに収容した後、鉄−ニッケル−コバルト合金からなる蓋体を絶縁基体の一方主面に接合して封止を行ない、試験用の電子装置を作製した。

絶縁基体は、平面視したときの寸法が約３×5.5ｍｍで高さが約１ｍｍであり、凹部の深さが約0.7ｍｍであって、一方主面の凹部の周囲に枠状に、タングステンのメタライズ層により厚さ約15μｍの金属層を形成したものであった。蓋体は、平面視したときの寸法が絶縁基体と同程度で、厚さが約0.3ｍｍであり、絶縁基体の一方主面に、金属層に対してダイレクトシーム溶接で溶接することにより接合した。

なお、絶縁基体の凹部の内側から、一方主面と反対側の他方主面の外周部にかけて、タングステンのメタライズ層からなる配線導体を形成しておいた。この配線導体は、絶縁基体の他方主面の対向し合う長辺に６個ずつ、１辺の長さが約0.5ｍｍの正方形状に配列形成した。

この電子装置について、外部電気回路基板（ＦＲ４基板上に銅からなる電気回路を形成した、携帯電話用の基板）に接合（機械的に接続）して本発明の電子装置の実装構造の実施例とし、この実装構造における電子装置の接続強度を測定した。なお、電子装置の外部電気回路基板に対する接合は、蓋体との間に錫−銀はんだ（Ｓｎ−3.5Ａｇはんだ）を介して行ない、接続強度については、電子装置を外部電気回路基板から引き剥がす際の力の大きさを引っ張り試験機で測定した。

また、併せて、比較例として絶縁基体の他方主面に形成した配線導体を外部電気回路基板に上記と同様の鉛フリーはんだを介して接合した比較例の実装構造において、同様の方法で電子装置の接続強度を測定した。なお、測定個数は、実施例および比較例ともに50個とした。

その結果、電子装置の機械的な接続の強度が、実施例では算術平均で約750Ｎ程度であったのに対し、比較例では算術平均で約135Ｎ程度であった。

また、上記と同様に準備した実施例および比較例の電子装置の実装構造について、温度サイクル試験（−40℃〜＋80℃，1000サイクル）の後、電子装置の配線導体と外部電気回路基板の電気回路との間の電気的な接続を、導通検査器を用いて検査した。検査個数は実施例および比較例とも50個（配線導体はそれぞれ300個）とした。その結果、実施例では配線導体と電気回路との間で電気的な接続不良が発生していなかったのに対し、比較例では４個の配線導体と電気回路との間で鉛フリーはんだが破断して断線が発生していた。

以上のように、本発明の電子装置の実装構造によれば、電子装置の外部電気回路基板に対する電気的および機械的な接続強度を効果的に高くすることができることが確認できた。

本発明の電子装置の実装構造の実施の形態の一例を示す断面図である。 本発明の電子装置の実装構造の実施の形態の他の例を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の電子装置の実装構造の実施の形態の他の例を示す下面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図３に示す電子装置の実装構造の変形例を示す下面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図３に示す電子装置の実装構造の変形例を示す要部拡大断面図である。 本発明の電子装置の実装構造の実施の形態の他の例を示す断面図である。 本発明の電子装置の実装構造の実施の形態の他の例を示す斜視図である。 本発明の電子装置の実装構造の実施の形態の他の例を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の電子装置の実装構造の実施の形態の他の例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の樹脂材料を省略した斜視図である。 図９に示す電子装置の実装構造の変形例を示す側面図である。

符号の説明

１・・・絶縁基体
１ａ・・凹部
１ｂ・・段差部
１ｃ・・側面凹部
２・・・電子部品
３・・・蓋体
３ａ・・蓋体の溝
４・・・配線導体
５・・・接合材
６・・・導電性接続材
６ａ・・導電性接続材としての導電性接続線
６ｂ・・リード端子からなる導電性接続材
７・・・樹脂材料
９・・・電子装置
10・・・外部電気回路基板

Claims (4)

1. 直方体状の絶縁基体の一方主面に設けられた凹部に電子部品が収容され、前記絶縁基体の一方主面に接合された蓋体で前記凹部が封止されてなる電子装置を外部電気回路基板に電気的および機械的に接続して実装した電子装置の実装構造であって、前記絶縁基体に前記凹部の内側から前記絶縁基体の前記一方主面と異なる外表面にかけて前記電子部品と電気的に接続された配線導体が形成されており、前記蓋体が前記外部電気回路基板と対向して接合材を介して機械的に接続され、前記配線導体の前記絶縁基体の前記一方主面と異なる外表面に形成された部分が導電性接続材を介して前記外部電気回路基板と電気的に接続されていることを特徴とする電子装置の実装構造。
2. 前記絶縁基体の前記一方主面と反対側の他方主面の外周部に前記配線導体が形成され、該配線導体が前記外部電気回路基板と導電性接続線を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電子装置の実装構造。
3. 前記蓋体の前記外部電気回路基板と対向して機械的に接続された面に、中央部から外周にかけて前記接合材で埋められた溝が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子装置の実装構造。
4. 前記絶縁基体の側面に側面凹部が形成されており、該側面凹部の形成された前記側面が前記導電性接続線とともに、一部が前記側面凹部の内面に接合した樹脂材料により被覆されていることを特徴とする請求項２記載の電子装置の実装構造。

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